光伏并網(wǎng)逆變器MPPT技術研究

【摘要】： 世界范圍內(nèi)的能源短缺和環(huán)境污染已成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的兩大重要因素,這迫使人們不得不尋求、開發(fā)和利用新的替代能源。太陽能以其獨特的優(yōu)勢而受到人們越來越多的關注。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能利用的一個重要研究方向。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。 本文詳細分析了一種兩級式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的電路結構和控制策略,并就光伏發(fā)電系統(tǒng)中的的重要問題——最大功率點跟蹤(MPPT)技術進行了較為深入的理論分析和研究。設計了額定容量為3kVA的實驗原理樣機,并進行了相應的實驗,實驗結果體現(xiàn)了系統(tǒng)設計的合理性和控制策略的有效性和可靠性。主要內(nèi)容如下: 1)分析了太陽能電池的工作原理及輸出特性,給出了詳細的太陽能電池工程簡化模型的參數(shù)求取過程,并通過Matlab建立仿真模型與實際太陽能電池的實驗結果進行了驗證對比,為實現(xiàn)系統(tǒng)仿真、指導理論研究和系統(tǒng)設計提供了基礎保證。 2)對現(xiàn)有的并網(wǎng)逆變器的拓撲結構和控制方法進行了分析和對比,詳細介紹了本文所采用的3kVA兩級式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理、控制策略及軟硬件結構。 3)分析了現(xiàn)有的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池最大功率點跟蹤的各種控制算法,研究它們各自的最大功率跟蹤控制原理,比較分析各自優(yōu)缺點及適用場合。針對擾動觀察法在光照突變的情況下易產(chǎn)生誤判,提出了一種改進方法—dP-PO方法。并通過仿真和實驗驗證了dP-PO方法可以有效改善傳統(tǒng)擾動觀察法在光照突變的情況下易產(chǎn)生誤判的缺點,具有較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。 【關鍵詞】：太陽能電池模型 并網(wǎng)逆變器 最大功率點跟蹤(MPPT)
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 概述12
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤問題12-13
• 1.3 MPPT 技術的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題的意義及主要研究內(nèi)容14-16
• 1.4.1 課題的研究意義14-15
• 1.4.2 課題的主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 太陽能電池的特性及其工程簡化模型的研究16-24
• 2.1 太陽能電池的原理和特性16-18
• 2.1.1 太陽能電池的原理16
• 2.1.2 太陽能電池的輸出特性16-18
• 2.2 太陽能電池的工程簡化模型18-23
• 2.2.1 太陽能電池的等效模型18-19
• 2.2.2 模型的參數(shù)求取19-21
• 2.2.3 仿真模型21
• 2.2.4 模型的實驗驗證21-23
• 2.3 本章小結23-24
• 第三章 3kVA 兩級式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器24-38
• 3.1 并網(wǎng)逆變器概述24-28
• 3.1.1 并網(wǎng)逆變器的分類24-26
• 3.1.2 并網(wǎng)逆變器的控制方法26-28
• 3.2 兩級式非隔離并網(wǎng)逆變器的結構與控制策略28-36
• 3.2.1 DC/DC 部分29-33
• 3.2.2 DC/AC 部分33-36
• 3.3 系統(tǒng)主要參數(shù)設計36-37
• 3.3.1 直流變換器部分36-37
• 3.3.2 逆變器部分37
• 3.4 本章小結37-38
• 第四章 dP-P&O 方法研究38-60
• 4.1 MPPT 的基本原理38-39
• 4.2 常見的MPPT 技術39-46
• 4.2.1 擾動觀察法39-40
• 4.2.2 電導增量法40-41
• 4.2.3 恒定電壓法41-42
• 4.2.4 短路電流檢測法42
• 4.2.5 實際測量法42
• 4.2.6 間歇掃描法42-43
• 4.2.7 直線近似法43
• 4.2.8 電流直接控制法43-45
• 4.2.9 雙模式MPPT 控制45-46
• 4.3 dP-P&O 方法46-48
• 4.3.1 擾動觀察法的誤判46-47
• 4.3.2 dP-P&O 方法基本工作原理47-48
• 4.4 MPPT 的仿真研究48-53
• 4.4.1 仿真模型的建立48-51
• 4.4.2 仿真結果及分析51-53
• 4.5 實驗系統(tǒng)的軟硬件介紹53-56
• 4.6 實驗結果分析56-59
• 4.7 本章小結59-60
• 第五章 總結與展望60-62
• 5.1 全文工作總結60-61
• 5.2 進一步工作展望61-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65-66
• 在學期間發(fā)表的學術論文66

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